一种具有水草收割和全光谱水质监测功能的无人船装置的制作方法

1.本发明涉及无人船技术领域，具体为一种具有水草收割和全光谱水质监测功能的无人船装置。


背景技术：

2.无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人，因为无人船方便操控，并且可以有效降低人工成本，在现有技术中，常用于各种科研和水质检测。
3.经检索，中国专利公开了一种用于水质检测的无人船(公开号：cn110104132b)，该专利包括船身本体、水样取料装置、水样转运装置、水质分析装置和定位控制装置，水样取料装置包括定位承载板和定位取水部件，水样转运装置包括竖直取料部件和水样装载部件，竖直取料部件的取水端能够沿着竖直方向移动与定位取水部件的进水端对接，竖直取料部件的取料端与水样装载部件的装水端对接，定位取水部件、竖直取料部件、水样装载部件和定位控制装置电性连接，定位控制装置与水质分析装置电性连接。
4.在现有技术中，例如图1所示，无人船在行驶时，若水中水草较多，则容易导致缠绕到无人船的船桨外侧，对无人船造成影响，并且在现有技术中，一些具有切割水草的无人船，在将水草切割后，不方便将其进行收集，导致其容易漂浮在水中。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具有水草收割和全光谱水质监测功能的无人船装置，解决以下技术问题：
6.如何在无人船行驶时，避免水草对无人船造成影响；
7.如何提高对水质的监测质量和效率。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.一种具有水草收割和全光谱水质监测功能的无人船装置，包括船体结构，所述船体结构的内部安装有安装箱，所述安装箱的内部转动连接有收集滤件，且安装箱内部安装有将收集滤件以与安装箱连接部位为圆心进行转动的第一提升件，所述船体结构内部靠近安装箱的一侧安装有将收集滤件进行提升的第二提升件，所述安装箱的内部靠近第一提升件的一侧安装有下降结构，所述下降结构的底部安装有切割结构，用于将水草进行切割；
10.所述船体结构上表面的一侧安装有水质监测设备，所述水质监测设备的内部安装有延伸至船体结构下侧的第一取水结构，从而方便将水抽入至水质监测设备中进行全光谱检测。
11.作为本发明进一步的方案：所述船体结构上表面靠近安装箱的上侧固定连接有船舱结构，所述安装箱的上表面固定连接有至少一组与船舱结构顶部相连接的第四气缸，从而方便将安装箱提升至船舱结构中，进而方便使用者将收集滤件中的水草进行清理。
12.作为本发明进一步的方案：所述船体结构的两侧均固定连接有支撑气囊，用于对
船体结构提供额外的浮力。
13.作为本发明进一步的方案：所述下降结构包括安装在安装箱内部且与安装箱平行的丝杆驱动器和与安装箱转动连接的第一传动杆，所述丝杆驱动器包括与安装箱固定连接的驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有与安装箱内壁转动连接的螺杆，螺杆的外侧螺纹连接有滑动套，所述滑动套的外侧转动连接有第二传动杆。
14.作为本发明进一步的方案：所述切割结构包括与第一传动杆和第二传动杆转动连接的第二气缸，所述第二气缸的底部固定连接有第一驱动机构，所述第一驱动机构的输出端固定连接有切割件，通过下降结构和第二气缸，可以方便使用者改变切割件在水中的位置和深度。
15.作为本发明进一步的方案：所述第一提升件和第二提升件均包括连接箱，所述连接箱的内部固定连接有隔水板，隔水板将连接箱的内部划分为密封区域和连通区域，连通区域的下表面开设有开口，且连通区域的内部转动连接有收卷辊，密封区域的内部固定连接有第二驱动机构，所述第二驱动机构的输出端贯穿至隔水板的一侧且与收卷辊相连接，所述收卷辊的外侧缠绕有与收集滤件相连接的收卷绳。
16.作为本发明进一步的方案：所述第二驱动机构与隔水板的连接部位安装有密封件，从而避免第二驱动机构受潮。
17.作为本发明进一步的方案：所述第一提升件的收卷绳与收集滤件朝向船体结构行驶方向的一侧相连接，所述第二提升件的收卷绳与收集滤件的另一侧相连接，通过第二提升件，可以将收集滤件在水下保持一定的角度，从而方便切割后的水草进行收集。
18.作为本发明进一步的方案：所述水质监测设备的内部固定连接有光谱水质仪器，且水质监测设备内部靠近光谱水质仪器的一侧安装有取样结构，所述光谱水质仪器的上侧安装有第二取水结构。
19.作为本发明进一步的方案：所述第一取水结构包括固定连接在水质监测设备内部的第一水泵，所述第一水泵的进水口固定连接有延伸至船体结构下侧的取水管，所述船体结构的下表面固定连接有与取水管相连接的第一气缸，从而方便改变取水管的高度。
20.作为本发明进一步的方案：所述取水管的进水口外侧固定连接有筛分套，从而避免将杂质或者水草吸入到第一水泵中。
21.作为本发明进一步的方案：所述第二取水结构包括与光谱水质仪器固定连接的第二水泵和与水质监测设备内壁固定连接的第三气缸，所述第三气缸的底端固定连接有锥形管，所述第二水泵的出水口与锥形管的进水口之间固定连接有第一连接管。
22.作为本发明进一步的方案：所述取样结构包括与光谱水质仪器固定连接的固定架，所述固定架的上表面转动连接有旋转架，且固定架的下表面固定连接有与旋转架相连接的第三驱动机构，从而带动旋转架进行转动，所述旋转架的上侧嵌入连接有若干个取样瓶，用于盛放水质样品。
23.作为本发明进一步的方案：所述取样瓶的内部通过螺旋弹簧转动连接有密封板，密封板在不受外力时，通过螺旋弹簧将取样瓶的开口进行密封。
24.作为本发明进一步的方案：所述光谱水质仪器的内部设置有容器结构，用于盛放待检测的水质样品，所述容器结构的内部固定连接有与第一水泵出水口相连接的第二连接管和与第二水泵进水口相连接的第三连接管，所述第三连接管的进水口位于容器结构的下
侧，从而方便抽取足量的水质样品。
25.作为本发明进一步的方案：所述容器结构的底端固定连接有延伸至水质监测设备外侧的排水管，且容器结构与排水管的连接部位固定连接有电磁阀门，从而方便将容器结构剩余的水进行排放。
26.本发明的有益效果：
27.本发明通过切割结构，可以对行驶路径上的水草进行裁切，并且通过下降结构和切割结构中的第二气缸，可以对切割结构中的切割件深度和位置进行调整，从而方便根据需要调整切割位置，同时通过收集滤件，可以切割后的水草进行收集，相较于现有技术，本发明设置有第一提升件和第二提升件，通过第二提升件，可以在收集滤件收集时，保持收集滤件的角度，从而可以提高收集水草的质量，另一方面，通过第一提升件，可以将收集滤件转动至水平状态，从而方便使用者对收集滤件进行清理；
28.同时，本发明中还设置有水质监测设备和第一取水结构，可以实时对水质进行监测，第一取水结构中的取水管进水口设置有筛分套，可以避免在取水时，将水草或者杂质抽取至第一水泵中，并且水质监测设备中还设置有取样结构，可以将抽取后的样品进行储存，进而方便后续的监测；
29.进一步，光谱水质仪器中的容器结构内部设置有第二连接管、第三连接管和排水管，通过第二连接管和第三连接管，可以将容器结构内部的水质样品进行转移，同时通过排水管，可以将容器结构内剩余的水质样品进行排放，从而可以避免污染下一批次的水质样品。
附图说明
30.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
31.图1是现有技术的结构示意图；
32.图2是本发明的主视图；
33.图3是本发明的局部剖视图；
34.图4是本发明中第一提升件的俯剖视图；
35.图5是本发明中水质监测设备的剖视图；
36.图6是本发明中第二取水结构和取样结构的结构示意图；
37.图7是本发明中光谱水质仪器的剖视图。
38.图中：1、船体结构；2、安装箱；3、下降结构；4、切割结构；5、收集滤件；6、第一提升件；7、第二提升件；8、水质监测设备；9、第一取水结构；10、第一气缸；11、船舱结构；12、第四气缸；13、支撑气囊；31、丝杆驱动器；32、滑动套；33、第一传动杆；34、第二传动杆；41、第二气缸；42、第一驱动机构；43、切割件；61、连接箱；62、隔水板；63、第二驱动机构；64、收卷辊；65、收卷绳；91、取水管；92、第一水泵；81、光谱水质仪器；82、第二取水结构；83、取样结构；821、第二水泵；822、第一连接管；823、第三气缸；824、锥形管；831、固定架；832、旋转架；833、第三驱动机构；834、取样瓶；835、密封板；811、容器结构；812、排水管；813、第二连接管；814、第三连接管。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
40.请参阅图2-图7所示，本发明为一种具有水草收割和全光谱水质监测功能的无人船装置，包括船体结构1，船体结构1的内部安装有安装箱2，安装箱2的内部转动连接有收集滤件5，且安装箱2内部安装有将收集滤件5以与安装箱2连接部位为圆心进行转动的第一提升件6，船体结构1内部靠近安装箱2的一侧安装有将收集滤件5进行提升的第二提升件7，安装箱2的内部靠近第一提升件6的一侧安装有下降结构3，下降结构3的底部安装有切割结构4，用于将水草进行切割；
41.船体结构1上表面的一侧安装有水质监测设备8，水质监测设备8的内部安装有延伸至船体结构1下侧的第一取水结构9，从而方便将水抽入至水质监测设备8中进行全光谱检测。
42.船体结构1上表面靠近安装箱2的上侧固定连接有船舱结构11，安装箱2的上表面固定连接有至少一组与船舱结构11顶部相连接的第四气缸12，从而方便将安装箱2提升至船舱结构11中，进而方便使用者将收集滤件5中的水草进行清理。
43.船体结构1的两侧均固定连接有支撑气囊13，用于对船体结构1提供额外的浮力。
44.下降结构3包括安装在安装箱2内部且与安装箱2平行的丝杆驱动器31和与安装箱2转动连接的第一传动杆33，丝杆驱动器31包括与安装箱2固定连接的驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有与安装箱2内壁转动连接的螺杆，螺杆的外侧螺纹连接有滑动套32，滑动套32的外侧转动连接有第二传动杆34。
45.切割结构4包括与第一传动杆33和第二传动杆34转动连接的第二气缸41，第二气缸41的底部固定连接有第一驱动机构42，第一驱动机构42的输出端固定连接有切割件43，通过下降结构3和第二气缸41，可以方便使用者改变切割件43在水中的位置和深度。
46.请参阅图4所示，第一提升件6和第二提升件7均包括连接箱61，连接箱61的内部固定连接有隔水板62，隔水板62将连接箱61的内部划分为密封区域和连通区域，连通区域的下表面开设有开口，且连通区域的内部转动连接有收卷辊64，密封区域的内部固定连接有第二驱动机构63，第二驱动机构63的输出端贯穿至隔水板62的一侧且与收卷辊64相连接，收卷辊64的外侧缠绕有与收集滤件5相连接的收卷绳65。
47.第二驱动机构63与隔水板62的连接部位安装有密封件，从而避免第二驱动机构63受潮。
48.第一提升件6的收卷绳65与收集滤件5朝向船体结构1行驶方向的一侧相连接，第二提升件7的收卷绳65与收集滤件5的另一侧相连接，通过第二提升件7，可以将收集滤件5在水下保持一定的角度，从而方便切割后的水草进行收集。
49.请参阅图5-图7所示，水质监测设备8的内部固定连接有光谱水质仪器81，且水质监测设备8内部靠近光谱水质仪器81的一侧安装有取样结构83，光谱水质仪器81的上侧安装有第二取水结构82。
50.第一取水结构9包括固定连接在水质监测设备8内部的第一水泵92，第一水泵92的
进水口固定连接有延伸至船体结构1下侧的取水管91，船体结构1的下表面固定连接有与取水管91相连接的第一气缸10，从而方便改变取水管91的高度。
51.取水管91的进水口外侧固定连接有筛分套，从而避免将杂质或者水草吸入到第一水泵92中。
52.第二取水结构82包括与光谱水质仪器81固定连接的第二水泵821和与水质监测设备8内壁固定连接的第三气缸823，第三气缸823的底端固定连接有锥形管824，第二水泵821的出水口与锥形管824的进水口之间固定连接有第一连接管822。
53.取样结构83包括与光谱水质仪器81固定连接的固定架831，固定架831的上表面转动连接有旋转架832，且固定架831的下表面固定连接有与旋转架832相连接的第三驱动机构833，从而带动旋转架832进行转动，旋转架832的上侧嵌入连接有若干个取样瓶834，用于盛放水质样品。
54.取样瓶834的内部通过螺旋弹簧转动连接有密封板835，密封板835在不受外力时，通过螺旋弹簧将取样瓶834的开口进行密封。
55.光谱水质仪器81的内部设置有容器结构811，用于盛放待检测的水质样品，容器结构811的内部固定连接有与第一水泵92出水口相连接的第二连接管813和与第二水泵821进水口相连接的第三连接管814，第三连接管814的进水口位于容器结构811的下侧，从而方便抽取足量的水质样品。
56.容器结构811的底端固定连接有延伸至水质监测设备8外侧的排水管812，且容器结构811与排水管812的连接部位固定连接有电磁阀门，从而方便将容器结构811剩余的水进行排放。
57.本发明的工作原理：
58.在切割水草时，启动第一提升件6中的第二驱动机构63，带动收卷辊64转动，将收卷绳65从收卷辊64的外侧放下，同时启动第二提升件7中的第二驱动机构63，带动其内部的收卷辊64转动，将对应收卷辊64外侧的收卷绳65收紧，在第一提升件6中的收卷绳65松开后，在收集滤件5在其自身重力的作用下，以其与安装箱2连接的部位为圆心进行转动，在第二提升件7中的收卷绳65收紧后，可以将收集滤件5向远离船体结构1行驶方向的一侧提升，从而改变收集滤件5的角度，增大其收集范围；
59.随后，启动下降结构3中的丝杆驱动器31，丝杆驱动器31中的螺杆在转动时，带动其外侧的滑动套32进行移动，滑动套32在移动后，带动第二传动杆34进行转动，同时配合可转动的第一传动杆33，即可改变切割结构4的高度和水平位置，同时，可以启动切割结构4中的第二气缸41，即可改变第一驱动机构42和切割件43的竖直位置，再将切割件43调整至所需深度后，启动第一驱动机构42，即可带动切割件43进行转动，对水草进行切割，并且随着船体结构1的行驶，切割后的水草被收集滤件5进行收集；
60.在需要对收集滤件5中的水草进行清理时，启动第一提升件6，将收集滤件5的一端进行抬升，同时启动第二提升件7，将其内部的收卷绳65绕下，方便收集滤件5进行转动，待收集滤件5转动至水平状态后，启动第四气缸12，同时继续启动第二提升件7，将其内部的收卷绳65放松，随后打开船舱结构11，对收集滤件5进行清理即可；
61.在监测水质时，启动第一气缸10，将取水管91下降至所需的深度，随后启动第一水泵92，将水通过取水管91和第二连接管813输送至容器结构811中，随后启动光谱水质仪器
81，对水质进行全光谱监测，检测完成后，启动取样结构83中的第三驱动机构833，将空的取样瓶834转动至第三气缸823的下侧，随后启动第三气缸823，将锥形管824转动密封板835下降至取样瓶834中，再启动第二水泵821，通过第三连接管814将水质样品输送至对应的取样瓶834中，随后启动第三气缸823，将锥形管824从取样瓶834中分离，取样瓶834中的密封板835通过其连接部位的螺旋瘫痪复位，将取样瓶834进行密；
62.最后启动容器结构811与排水管812连接部位的电磁阀门，将容器结构811中剩余的水沿排水管812排放即可。
63.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。